Главная >  Потенциал энергии 

 

Энергетика. Орловскийгосударственный технический университет

 

КазанцевЭ.Ф., Елисеев А.И.

 

Если с 1750 г. по 1900 г. (за 150 лет)численность населения Земли выросла в 2раза, то добыча энергетических ресурсов вмире за это время возросла в 10 раз. Заследующие 70 лет (с 1900 г. по 1970 г.) численностьнаселения Земли выросла еще в 2 раза, адобыча энергетических ресурсов – в 13 раз, т.е.темпы производства энергии намногопревышают темпы роста населения. Сейчасчеловечество потребляет в год 4 1017kДж энергии, а население Земли составляетболее 6 млрд. человек. Люди покрывают своиэнергетические потребности за счет нефтина 33%, угля – на 27%, газа – 18%. Этиэнергетические ресурсы мы называемневозобновляемыми, так как уже никогда мыих не сможем использовать еще раз. Болеетого, при нынешних темпах добычи,рентабельных энергетических ресурсовосталось всего на несколько десятков лет:угля – на 100 лет, газа – на 70 лет, нефти – на50 лет. Возобновляемые энергетическиересурсы (гидроэнергия, ветровая энергия,энергия биомассы и т.д.) составляют в общембалансе энергетических затрат человекавсего 18 % (кстати, за год на Землю от Солнцапоступает 6 1020 kДж энергии, что на 3порядка превышает нынешние энергетическиезатраты человека). Атомная энергетикапокрывает 4 % всего энергетического бюджета.Надежды на открытие управляемоготермоядерного синтеза пока не оправдались.

 

Энергетика и благосостояниечеловека: итоги XX столетия

 

Стоимость полезных ископаемых внедрах России составляет 27 трлн. долларов(13% мировых запасов нефти, 37 % - запасов газа,30 % - запасов угля). Однако сейчас этибогатства оценивают всего в 1,6 трлн. долл.Это происходит из-за того, что потеринародного хозяйства страны за последние 10лет составили около 4 трлн. долл., (за годыОтечественной войны мы потеряли 420 млрд.долл.). Сейчас у нас в стране цена добычиединицы энергетических ресурсов одна изсамых высоких в мире и продолжает расти, таккак износ основных фондов уже достиг 80 %.

 

Таким образом, в начале ХХIстолетия на фоне пугающего “демографическоговзрыва” наблюдается совершеннобезобразное разбазаривание чрезвычайноограниченных энергетических ресурсовЗемли. Что касается благосостояния людей,то здесь наблюдаются разительные контрасты.Количество родившихся детей обратнопропорционально доходам на душу населения.Это означает, что высокая рождаемость естьспутник бедности. Отсюда иногда делаютневерный вывод, что в ухудшающейсяэкологической ситуации на Земле виноватыбедные. Это не так, потому что около 80%загрязнений на планете дают промышленноразвитые страны с населением менее 1 млрд.человек. Индия, например, с ее миллиарднымнаселением, вносит в парниковый эффект лишь2 % от доли США. Соотношение доходов 20 % самыйбогатой части населения Земли к 20 % самойбедной составляет: в 1960 г. – 30 : 1; в 1980 г. – 45 :1, в 1990 г. – 60 : Сейчас это соотношениедостигло 140 : 1, несмотря на то, что ООН в 1974 г.приняла “Декларацию об установлениимеждународного экономического порядка”,рекомендующую максимальный разрыв междубогатыми и бедными не более 3 : 1.

 

Вплоть до 1940 г. люди решали своюпродовольственную проблему полностью засчет энергии Солнца. Урожаи зерновыхкультур – основы всего сельского хозяйства– до этого года в среднем не превышали 6 – 8ц/га.

 

Энергетика ипродовольственная проблема

 

Широкое распространениеинтенсивных технологий привело к огромнымвложениям энергетических ресурсов всельское хозяйство. Бытует ошибочноепредставление, что урожайность зерновыхкультур пропорциональна количеству “искусственнойэнергии”. Это неверно, потому чтоединственным механизмом, влияющим наурожайность растения, является механизмфотосинтеза, к.п.д. которого не превышает 1%.Благодаря созданию гибридных растений иприменению интенсивных технологий удалоськ.п.д. фотосинтеза повысить до 1,1 % и этопривело к трехкратному увеличениюурожайности. До настоящего времени, ученымне удалось больше повысить к.п.д.фотосинтеза. По-видимому, природа не зряустановила такой низкий порог к.п.д.растений. Также не зря она не позволяетчеловеку овладеть энергией термоядерногосинтеза. К сожалению, технический прогрессопережает биологические возможностичеловека в осмыслении его негативныхпоследствий. “Зеленая революция” принеслас собой множество негативных последствий: интенсивные технологии приводят кдеградации пахотных земель: ежегодно изоборота уходит 8,5 млн. га и с 1984 г. среднийсбор зерновых стал снижаться на 1 % в год; человек тратит на себя 4/10 всех органическихвеществ на планете, оставляя другим живымсуществам все меньше и меньше. Поэтомусейчас каждый день с поверхности Землиисчезает 140 видов растений и животных.Обеднение генетического разнообразиябиосферы чревато потерей ее глобальнойустойчивости; США владеют большей частьюрынка зерна на Земном шаре, получая отсельского хозяйства свой самый большойдоход (больше, чем от продажи оружия икомпьютерных технологий). За зерно СШАпокупают нефть и создают своистратегические запасы (за один бушель зерна– один баррель нефти). Если в XIX веке полмиракормила зерном Россия, то сейчас это делаютСША; “энергетическая цена” пищевойкалории с каждым годом становится всебольше и больше.

 

Однако к середине ХХ столетиячисленность населения Земли достигла 3 млрд.человек и, при наличии неравномерногораспределения продовольственных ресурсов,огромное количество людей на Землеоказалось перед угрозой голода. Благодаряоткрытиям выдающегося советского генетикаН.Н. Вавилова продовольственная проблема нанекоторое время была решена. Вавилов указалпуть получения продуктивных и устойчивых кнеблагоприятным факторам внешней среды,гибридных сортов. Однако селекционеры СШАрешили заменить естественную устойчивостьрастений на их защиту с помощью, такназываемой, “искусственной энергии” (минеральныеудобрения, пестициды, машинные технологии ит.д.). Процесс внедрения в сельскоехозяйство интенсивных технологий,получивший название “зеленой революции”,позволил с 1950 г. по 1980 г. увеличить мировойсбор зерна в 3 раза (с 600 млн. тонн до 1800 млн.тонн). Средняя урожайность зерновыхподнялась до 20 ц/га.

 

Энергетика и глобальныезагрязнения

 

В настоящее время количестволюдей на Земле (6 млрд. чел.) превысилопотенциальные возможности планеты. Уже 2млрд. чел. не могут обеспечить себеминимальный уровень питания. Ежегодно отголода умирает 35 000 человек. На сельскоехозяйство в среднем страны мира тратят 5 %своего энергетического бюджета (остальноеидет на тяжелое машиностроение, военныерасходы, транспорт). Если бы какая-нибудьвысокоразвитая страна захотела, чтобы еежители были обеспечены продуктами питаниятак же как жители США, то она должна была бытратить на сельское хозяйство 80 % своегоэнергетического бюджета, что очевидноневозможно. Таким образом, уже ни однастрана мира не сможет обеспечить себяпродуктами питания, как жители США. Такаяситуация сложилась из-за того, что СШАтратит энергии в 40 раз больше, чем любаядругая высокоразвитая страна мира.

 

Атомная энергетика чревата нетолько опасностью катастроф типаЧернобыльской, но и глобальнымзагрязнением планеты радиоактивнымиотходами. До сих пор не созданы эффективныетехнологии переработки и захоронениярадиоактивных веществ.

 

Современная энергетика – это восновном промышленные предприятия.Ежегодно промышленные предприятия миравыбрасывают на поверхность Земли около 1млрд. тонн отходов. Если бы были созданытехнологии переработки этих отходов, то, покрайней мере, 100 лет можно было бы не трогатьневозобновляемые минеральные ресурсыЗемли. Однако до сих пор таких технологийнет, и токсичные составляющие отходов всебольше вызывают массовые заболеваниярастений, животных и человека.

 

Более 2,5 млрд. человек на Земле неимеют элементарных санитарных условий вбыту.

 

Промышленные газы типа фреонаразрушают озоновый слой Земли, подвергаялюдей опасности жесткогоультрафиолетового облучения.

 

Кислотные дожди приводят кпрогрессирующему вымиранию лесов (20 млн. гав год). А это – “легкие” планеты.

 

Более 1,5 млрд. человек пользуютсязагрязненной водой. Пригодной дляупотребления питьевой воды осталось напланете на 20 – 30 лет.

 

С 1880 г. по 1980 г. средняятемпература воздуха на Земле повысилась на0,750 С. Если эта тенденция сохранится,то к 2100 году средняя температура воздухаповысится еще на 2 – 50 С (заметим, чтопоследнее оледенение Земли произошло врезультате понижения средней температурывоздуха всего на 40 С). Глобальноепотепление климата Земли, которое мы ужеощущаем сейчас, влечет за собой массовоетаяние ледников и полярных шапок и,соответственно, повышение уровня мировогоокеана. За последние 100 лет уровень океанаподнялся на 15 см. В XXI веке он можетподняться еще на 50 см, что приведет кзатоплению суши, на которой проживает 7/10населения планеты. Одновременно исчезнетогромное количество плодородных земель.Статистика дождей и наводнений запоследнее время указывает, что данныйпроцесс имеет тенденцию к самоускорению.

 

Самый масштабный и опасныйаспект глобального загрязнения – продуктысгорания органического топлива, которыеприводят к, так называемому, “парниковомуэффекту”.

 

Энергетика и информатика

 

Неразумная экономическаядеятельность человека со всей очевидностьюведет к нарушению глобального равновесия вбиосфере Земли. Энергетический потенциалземной биосферы настолько превышаетэнергетические возможности человека (на 3 –4 порядка), что никакие попытки спастисьхотя бы малой части населения планеты отнадвигающихся природных катаклизмов, неприведут к положительным результатам.

 

90 – ые годы ХХ столетия – этограница, отделяющая эру энергетики от эрыинформатики. Растущая зависимостьпромышленно развитых стран от источниковинформации (технической, экономической,политической, военной и т.д.) привели ксозданию на рубеже 80-х годов новойэкономической категории – национальныеинформационные ресурсы. Информация сталатаким же основным ресурсом, как материалы иэнергия. Информационные ресурсы относятсяк весьма ограниченному числу экономическизначимых воспроизводимых ресурсов.

 

Как мы уже отмечали выше,потребление энергии человечеством все ещене вышло на уровень сотых долей процента отсолнечного фона на нашей планете. В то жевремя радиоизлучение Земли (радио,телевидение и т.д.) за последние 2-3десятилетия возросло в миллионы раз и помощности приблизилось к радиоизлучениюСолнца. “Информационный взрыв” на Земледля внешнего наблюдателя выглядит вспышкой(в метровом диапазоне радиоволн) новой “звезды”по яркости равной Солнцу. Мы сейчас живем наповерхности радиозвезды, испытывая всенегативные последствия информационноговоздействия на человека.

 

Экономическая значимостьинформационных ресурсов видна хотя бы напримере США, которые постепенно уступаютсвоим ближайшим конкурентам почти всетрадиционные секторы мирового рынка, кромеглавного – сектора информационныхтехнологий. Здесь США значительнооторвались от ближайших своих конкурентов,контролируя более 80 % мирового рынка.Практически безраздельный контрольамериканских фирм над информационнойиндустрией дает им долговременнуюстратегическую устойчивость.

 

В широком смысле слова,информационные ресурсы – этонепосредственный продукт интеллектуальнойдеятельности наиболее квалифицированной итворчески активной части трудоспособногонаселения страны. К активныминформационным ресурсам относят ту частьинформационных ресурсов, которая доступнадля автоматизированного поиска, хранения иобработки на ЭВМ.

 

Заключение

 

Тенденция неуклонногоперекачивания трудовых ресурсов из сферыматериального производства винформационную сферу является наиболеезаметным явлением современного мира.Однако было бы неверно думать, что в итогеинформационные ресурсы полностью заменятэнергетические. Правильнее рассматриватьэти два типа ресурсов, каквзаимодополняющие друг друга, эффективныйбаланс которых в будущем несомненно будетопределяться их экологическойсоставляющей.

 

Поэтому правильное рассмотрениепроблемы возможно только в случае четкогоопределения цели (и смысла) развитиячеловеческой цивилизации в долгосрочнойперспективе. В данной работе мыпридерживались следующей позиции: цель исмысл жизни на Земле заключается не вбезграничном увеличении материальногоблагосостояния людей (что в принципеневозможно), а в сохранении планеты длябудущих поколений (возможно более разумных)людей.

 

Повышение уровня благосостояниячеловека на Земле требует постоянногоувеличения потребляемой энергии. В тожевремя, резкое увеличение производстваэнергии за последнее время стремительноухудшает экологическую обстановку на Земле,- тем самым снижая уровень благосостояния.На лицо явное противоречие этих двухтенденций друг другу.

 

Елисеев Андрей Ильич, аспирантОрловского государственного техническогоуниверситета, ассистент кафедры “Прикладнойматематики и информатики”.

 

Казанцев Эдуард Федорович, д. ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой “Прикладнойматематики и информатики” Орловскогогосударственного техническогоуниверситета;

 



 

Дешевого газа нет. Тарифный компромисс. Отопительный сезон по новым правилам. Новая страница 1. 4.

 

Главная >  Потенциал энергии 

0.0112